對黃土溝壑區挖填方場地巖土問題處理的探討

李 敏 寇楊軍

(西北綜合勘察設計研究院，陜西 西安 710003)

近年來隨著西北地區經濟的快速發展和新型城鎮化建設的推進，工程建設用地的需求越來越大，加上西北地區多山多塬、川道稀少、土地資源稀少，土地供給和需求之間的矛盾越來越突出，這在陜北黃土高原溝谷地區尤為突出。受“中疏外擴，上山建城”大政策的啟示，挖山填溝成為一種有效的解決方案。

目前，在陜北地區有許多地方相繼采用挖山填溝造地的方式增加工程建設用地，甚至部分高填方場地規劃為高層建筑的建設用地，而在工程實施過程中，將會面對填方地基的變形問題、地下水文環境的變化引起的填方地基濕化問題、高填方邊坡的穩定性問題、地基基礎方案選型問題等諸多巖土工程問題，如何解決這些巖土問題對后期工程建設質量和安全運行至關重要，但目前處理這類巖土問題的方法和技術尚在探索研究階段，本文通過工程實例探討黃土溝壑區挖填方場地巖土問題的處理方法，供大家參考。

1 場地現狀

工程位于陜北的黃土溝壑區，兩條溝壑夾在三座環山中間，以設計整平標高為基準點，溝壑最深處高差達62 m，高塬坡頂的高差最大為125 m，經過水文地質的勘察，山上地下水豐富，泉眼分布比較廣，部分泉眼分布的比較深，場地平面圖見圖1。

在這樣的現狀條件下，進行挖山填溝，即將三座環山地經過挖方整平，而將溝壑地段進行高填方整平，場地作為后期城市擴建的建設用地。

2 設計和施工要點

2.1 挖方區和填方區平衡點的確定

場地地形變化較大，沖溝發育，水土易流失，因此在場地整平過程中應統籌規劃，全面考慮。首先，確定挖填平衡點的標高，這里有兩個原則：一是追求挖填平衡，即挖方區的土方量與填方區的土方量相平衡，根據挖方卸載高度確定挖填方的平衡點標高，此方案是比較經濟的方案；二是根據設計的要求確定場區的標高，即根據要求平整場地面積的大小，來確定挖填方區，此時，如果挖方區的土方能作為填方回填土且有多余時，此方案相對經濟但土方需外運，反之，則要外購土方，這種情況一般都會增加造價。

2.2 施工方法

考慮防排水與邊坡防護，對需進行挖方及填方地段提出明確的要求。在斜坡地段挖方時，應遵循由上而下分層開挖的順序，填方時應遵循由下往上分層填壓的施工順序，并控制回填土的壓實指標，以保證回填質量。場地填方中填料選擇，應符合國家GB 50007—2011建筑地基基礎設計規范[1]的6.3中的要求。若填料為粘性土或砂質粘性土，填土前須取填料進行擊實試驗，以確定其最大干密度及最優含水率，施工時需分層碾壓或夯實，壓實系數達到規范和試驗研究確定的要求。設計應考慮上覆土回填土的自重壓力對下臥層產生的壓力和變形問題，特別是不均勻的變形。因此宜對回填土下臥層進行地基處理，然后對回填土地基處理采用重錘強夯[2]的方法進行處理，處理方法見表1。

表1 地基強夯處理參數

2.3 填方與挖方交界面的處理

填方與挖方的交界面是設計中要特別處理的地方，也是工程施工的難點，交界面處是新土層與老土層交接處，老土層的沉降固結已經完成，而新的填土的固結沉降剛剛開始，并且在實際施工中在交界面處大型的碾壓施工機械也難以到達，交接面處的壓實系數往往不能滿足要求，進而一系列的問題都會在交接面處出現，比如填土的塌陷，挖方邊坡的松動塌方，挖方地段地下水在交界面處因水系通道切斷而滲流等等問題，我們新的設計思路：在挖填交界面處鋪設砂石或碎石透水層，透水層與排水盲溝連通，讓水體系在兩種特性的土層中順利疏通，進而引入盲溝，交界面的處理見圖2。

2.4 盲溝的設計

“水”的問題是引起填筑體變形的決定性要素之一，處理好地表水和地下水的疏排問題是挖填設計中不可缺少的環節和關鍵所在。挖高填低施工過程不但會改變自然地形地貌，而且會改變溝谷地表水和地下水的排泄通道和徑流環境，尤其對溝谷內出露的泉水，破壞了地表水和地下水的自然水體平衡和正常的排泄途徑，因此，必須科學合理設置地表和地下水系統，尤其是地下水排水系統的設計，以不破壞現有排水條件為原則，設置排水盲溝，盲溝必須平緩、順直，保證排水通暢，本工程做了以下的措施：

1)在挖山填溝前，做好場地的水文地質的勘察，查明場區的泉眼分布、出水量、地表水的徑流路徑及地下水溢出點。查明原始場地水文地質及工程地質條件、區域氣象條件。

2)盲溝的設計分為主盲溝、支盲溝、次盲溝。確定盲溝的合理流向，引導地下水順勢而流，不破壞原來地下水系水壓的平衡，將水順利排進設計的盲溝內這是設計和施工的關鍵。

次盲溝應該與主盲溝相連，支盲溝應與主盲溝、次盲溝相連；每個泉眼均應設置盲溝，并與主盲溝和次盲溝相連，主盲溝、次盲溝、支盲溝應結合地形順坡就勢，布置于原地形最低處、原有自然沖溝溝底或泉眼分布點等地，以不改變原有流向為原則，溝底盡量保持平順，避免局部坡度過大過小，使溝體完整，水流通暢。在實際工程設計中盲溝一期的斷面設計如圖3,圖4所示。

但在實際工程中也有出現特殊問題的情況，比如盲溝失效，地下水不能順利的導流，進而引起地下水的流向不明，河道水位上升，直接威脅了河道水壩的安全，所以盲溝的設計與施工是十分重要的環節。根據場地水文、氣象及地質條件主盲溝可采用現澆鋼筋混凝土暗涵或碎石加管涵等結構形式，次盲溝可采用碎石盲溝，必要時碎石之間可增設透水軟管。

2.5 防止邊坡滑移

邊坡滑移是挖方或填方引起的不良后果，因為其破壞性有時候是災難性的，所以應該引起足夠的重視。邊坡的設計要根據場地巖土工程、工程地質及地質條件，采用定性分析[3]和定量計算相結合的方法，確定挖填方邊坡的單級坡高、綜合坡率等參數，同時采用工程地質差比法和反分析法對初步的邊坡參數進行二次校驗。圖5是邊坡滑移的現場，滑移的距離60多米，滑移的原因是多方面的，但是邊坡滑移使得原場地的規劃重新設計，與邊坡相近的建筑考慮安全的問題暫時停工，同時邊坡滑移使得山體在緩慢的傾斜，分析引起邊坡滑移的成因十分復雜，涉及巖土和場地的方方面面，因此設計邊坡不僅僅是挖填土方的問題，而是要綜合分析，實地考察并參照檢測和實測的數據合理的取值進行設計。

3 結語

大面積挖填造地工程是一項系統復雜的巖土工程，涉及到水文地質、工程地質、巖土工程、材料工程等學科，一方面出現問題就會留下災難性的隱患，故要做到統籌規劃、動態勘察、動態設計，在保證工程質量的前提下兼顧生態環境保護，做到人與自然的和諧共存，達到我們改善家園的真正目的。

[1] GB 50007—2011,建筑地基基礎設計規范[S].

[2] JGJ 79—2015,建筑地基處理技術規范[S].

[3] GB 50011—2012,建筑邊坡技術規范[S].